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计算电磁学概要

作者:admin 更新时间:2019年03月21日 16:44:59

  作者:盛新庆


  计算电磁学(ComputationalElectroMagnetics简称CEM)指利用计算机求解电磁学问题。从20世纪60年代起,这一领域就已经发展成了一个活跃的独立分支。通过编写和运行各种程序,解决了大量的电磁学问题。作为标准范式,人们将电磁学的基本方程,Maxwell方程组分立化,针对需要求解的问题编写合适的程序,然后输入理论参数或实验数据,运行程序进行数值求解。这一程式的基本要点无疑是分立化和计算机的实现。在电磁学中用到的数学公式体系分成3种:矢量偏微分方程、矢量波动方程和矢量积分方程。与之相对应,主要的数值方法也分为3种:矩方法(MOM)、有限元法(FEM)和时域有限差分方法(FDTD)。它们以不同的方式分立化,而且数值计算的方法具有不同的特点和属性。有许多专著只阐述上面的三种方法中的一种。然而,几乎都没能对于这些方法的要点给出全面的和广泛的阐述。


  本书第1作者盛新庆为中国科技大学电子工程与信息科学博士。入选2001中国科学院百人计划和2004年教育部长江学者。现在是北京理工大学信息与电子学院教授。他在计算电磁学方面从事多年的科研与教学工作。在这本书中,作者通过自己的研究经验积累和目前文献的调研,结合实际案例详述了计算电磁学的以上三种方法。对于典型案例提供了一个完整的分析,以非常实用的方式,阐述各种数值方法的特点,帮助初学者快速和深入地理解CEM的要点。


  本书的特色包括:概述了把实际问题如何转换成离散化的计算机程序;细致阐释典型的计算机程序和数值特征;实例选自作者自身的工作经验以及参考当前文献;包括了一些让读者更好的了解书中内容的习题;介绍了现有的一些可用的商业软件及其局限性。


  全书内容共分5章:1.电磁领域的数学公式;2.矩方法;3.有限元方法;4.时域有限差分方法;5.混合方法。


  本书的读者对象设定为天线和传播、微波、微电子和电磁学相关专业的研究生,也可供电气和电子工程人员作为很好的参考书,对于编写自己的计算机代码或希望深入理解这些代码感兴趣的软件开发人员本书也极具参考价值。